1960-2010 年中国天山山区气候变化区域差异及突变特征

利用天山山区32 个气象站点1960-2010 年的逐月平均气温、降水数据和DEM数据等,进行了气候时空变化趋势和突变分析,研究结果表明：山区近50 年来年均气温呈明显的上升趋势,21 世纪以来年均温增加最明显,季节均温与年均温的变化趋势基本一致,冬季均温增加最明显,夏季均温变化最小;山区东段升温趋势最明显,北坡的变化趋势明显于南坡.自20 世纪60 年代以来降水量持续递增,其中80 年代开始更加明显;夏季降水量增加最明显,春季变化最小,山区年降水主要集中在春夏两季;山区气候空间分布呈现“两中心”的特征,东段为“干热”中心,西北部为“暖湿”中心,这两个中心的气候反差有扩大的趋势;山区气温和降水突变不太明显,春夏季气温突变可能发生在20 个世纪90 年代末至21 世纪初;秋冬季气温突变在20 世纪90 年代可能发生过;南坡和东段年均温突变可能发生在1982 年,北坡大致发生在1990 年左右.秋季降水突变发生在20 世纪80 年代末,其他季节不明显,年降水突变发生在80年代末期.     

基于耦合模型的现代服务业与城市化协调关系量化分析——以江苏省常熟市为例

在分析现代服务业与城市化互动关系理论的基础上,借鉴物理学中的耦合理论,分析了现代服务业系统与城市化系统之间协调发展的机制,构建了两个系统的耦合评价模型及指标体系,并以常熟市为例,对两者的耦合协调关系进行了实证研究。结果表明:不同类型的城市,其服务业与城市化之间存在不同的互动关系,对一般综合性城市而言,现代服务业与城市化之间存在明显的耦合关系,二者相互作用,彼此影响。2003-2012年常熟市现代服务业与城市化综合评价函数值总体均呈上升趋势;耦合度在十年间变化极小,基本保持在0.49左右;耦合协调度呈不断上升趋势,实现了从2003-2008年失调阶段向2009-2012年协调阶段的转变。但总体上,两系统耦合协调等级较低,到2012年尚处于初级协调阶段;耦合协调度的类型也长期是城市化发展滞后型。     

基于MODIS的新疆地表温度时空变化特征分析

地表温度（LST）作为陆地环境相互作用过程研究中的重要地学参量,其时空分异与下垫面属性、地形地貌格局等息息相关。本文基于2000—2020年MOD11C3数据,采用GIS空间分析、空间重心模型及改进的半径法等手段,对新疆地区月、季、年及昼夜等序列时空尺度LST的分布特征及变化趋势进行研究,并借助LUCC、DEM等多源遥感数据进一步探讨各类下垫面、不同地貌单元及部分典型区域的LST垂直递减率、增减温及热（冷）岛效应等地理特征。结果表明：① 研究期间新疆年均LST为9.45 ℃,呈减温和增温趋势的区域分别占研究区面积的13.3%和86.7%,增温区域占绝大部分,故近20年研究区整体呈升温趋势（0.024 ℃·a^-1）,较全国高出约0.01 ℃·a^-1,其中春季增幅最大,冬季次之;夜间LST变化明显强于白天,春、夏两季昼夜温差均大于23.7 ℃,而冬季最小（约15 ℃）;研究区年际高、低温重心迁移轨迹大多分布于LST变幅较大区域,各月LST空间分布及高低温重心转移轨迹均表现出以7月为中点的年内强对称性规律。② 不同下垫面地表冷热环境空间分布差异较显著。其中以荒漠和裸土为主的未利用地年均LST最高（13.42 ℃）且昼夜温差最大（23.6 ℃）,高寒区冰川年均LST最低（-7 ℃）且昼夜温差（14.3 ℃）最小,其他下垫面年均LST在2.6~11 ℃之间,昼夜温差较小且较一致（平均16.75 ℃）。③ 东西走向的“三山夹两盆”地貌结构,使新疆LST的纬度地带规律被大幅削弱。研究区各山区（群）LST垂直递减率不尽相同,地处较高纬的阿尔泰山递变（0.63 ℃/100 m）最明显,山体高大的帕喀昆阿山群递变（0.57 ℃/100 m）次之,天山山脉递变（0.54 ℃/100 m）最小。另外各山区（群）山麓处均出现了不同程度的逆温现象,而山腰处LST垂直递减率线性拟合效果最佳。④ 本研究所选取的部分典型城市大都表现出不同程度的热岛效应。其中乌鲁木齐市热岛效应最为强烈,伊宁市其次,哈密市最微弱,而阿克苏市则表现出绿洲城市冷岛效应,但各城市热（冷）岛效应均存在一定环数（8环）范围的冷、热岛足迹。     

新疆地形复杂度的空间格局及地理特征

地形复杂度（TCI）是区域地表外在形态结构的数字化表达,既可表征坡面单元的多样性及其组合形式的复杂性,也可映射地球内外营力在地表留下“烙印”的过程,其客观描述和定量表达可为地表形态定义、刻画及分异等地形地貌理论研究提供重要依据。新疆独特的山盆地貌结构为地貌学研究提供了理想的场所。本文基于“倒金字塔滤网系统”逐步筛选微观和宏观坡面因子并确定权重进而构建地形复杂度模型;运用均值变点法确定新疆地形复杂度的最佳窗口,分析不同地貌单元地形复杂度的空间异质性,进一步探究不同营力作用对地表复杂程度的贡献。结果显示：① 地形复杂度模型综合相关性分析、聚类分析、变异系数法与主成分分析等方法对地形因子进行客观筛选与科学组合,使其具有全面客观性及独立有效性。② 地形复杂度以ASTER GDEM数据（30 m）为基础,得到最佳窗口（14×14）下全疆TCI介于0.13~46.36。山地与盆地相同地貌类型TCI面积占比峰值相近,不同地貌类型可比较其斜率、偏度及峰度得以区分。在经纬向上能更好的刻画出独立山峰及深切峡谷等局部地形分异,TCI≈1可作为平原与山地地貌单元之间的分界值。在高程分区下TCI>2时为各山系（山群）震荡高程区起始处,山麓处TCI曲线差异显著。③ 地形复杂度能较好的体现不同外营力在地表留下的痕迹,一定程度上也可表征外营力对不同成因地貌类型的贡献度。本研究对新疆地形地貌的形态特征和形成原因等方面提供理论依据和科学方法,可为地形地貌研究、生态环境影响以及区域发展评价提供实践指导。     

Object-oriented implementation of 3D DC adaptive finite-element method

In this paper, we introduced a clear object-oriented framework to implement the complicated adaptive procedure with C ++ programming language. In this framework, it consisted of the unstructured mesh generation, a-posterior error estimating, adaptive strategy, and the postprocessing. Unlike the procedure-oriented framework, which is commonly used in DC resistivity modeling with FORTRAN language, the object-oriented one, which is famous for its characteristic of encapsulation, could be used for a class of problems that would be executed by only making some changes on the user interface. To validate its flexibility, two synthetic DC examples were tested here.     

3D finite-element modeling of Earth induced electromagnetic field and its potential applications for geomagnetic satellites

Science China Earth Sciences - The accumulated large amount of satellite magnetic data strengthen our capability of resolving the electrical conductivity of Earth’s mantle. To invert these...     

GIS专业自然地理学野外实习的教学改革实践

依据教育部关于加强实习教学改革、推进实习信息化建设的指引,本文在分析传统自然地理学野外实习不足的基础上,引入GIS、RS和三维可视化等新技术,设计开发了自然地理学野外实习管理平台,实现了实习多源异构数据的集成与融合、一站式实习管理、实习路线组织与规划、特色实习专题图表达与分析及三维虚拟实习等功能。平台可为自然地理学野外实习管理流程化、信息化、虚拟仿真化提供一个崭新的教学方式,具有较强的实用性和推广价值。     

古岛弧地体的俯冲是南羌塘增生杂岩形成的重要机制:来自日湾茶卡洋岛的证据

洋内岛弧及微陆块的俯冲增生是形成增生杂岩的重要机制。本文通过对南羌塘地区日湾茶卡组进行野外实测地质剖面,开展沉积特征、古生物化石、碎屑组分模式、碎屑锆石测年等研究,发现:(1)日湾茶卡为近源沉积,最年轻碎屑锆石年龄峰值为325～375 Ma,但在龙木错-双湖古特提斯大洋周边陆块均未发现源区,其真正物源应为其下伏的望果山组火山岩;(2)日湾茶卡组内珊瑚化石丰度虽然高,但分异度非常低,其沉积位置应是一个相对突出的孤立位置。根据日湾茶卡组下伏望果山组火山岩所具有的洋内岛弧地球化学特征,并与同期SSZ型蛇绿岩组成的类似洋内俯冲的大地构造体系对比,本文认为日湾茶卡组与其下伏的望果山组火山岩共同组成了泥盆纪—石炭纪由洋内俯冲形成的古岛弧地体。根据碎屑锆石分布型式的相似性,本文进一步认为猫儿山地区部分南羌塘增生杂岩的源岩为日湾茶卡组。因此,日湾茶卡洋岛应曾经历过俯冲增生作用:浅部发生前端"刮削作用"形成冈玛错地区有变形但无变质的日湾茶卡组及望果山组,俯冲到深部的日湾茶卡组则发生高压变质作用并在后期折返至增生杂岩的浅部层次。因此,本文认为在南羌塘增生杂岩的形成过程中,日湾茶卡古岛弧地体的俯冲与增生也起到了重要的作用。     

Evaluation on glaciers ecological services value in the Tianshan Mountains,Northwest China

Mountain glaciers, which perform a unique and irreplaceable ecological service, provide the material basis and characteristic cultural foundation of the ecological environment and sustainable socio-economic development in arid areas. However, few studies have estimated the service value of glaciers in regulating ecological environment and providing human welfare. According to the statistics of the First and Second Chinese Glacier Inventory (FCGI/SCGI), this study analyzed the variations in glacier area and ice volume in the Tianshan Mountains in China and modeled the ecosystem service function of mountain glaciers. The service value per unit area and equivalent factor methods were combined to determine the annual value of the ecological service provided by glaciers in the study area. The results show that: (1) In the period 1970–2010, the glacier area decreased by 1274 km² (the ratio of area shrinkage was 13.9%) and the annual average decrease in ice volume was 4.08×10⁹ m³. The increase in glacier area at high altitudes (> 5200 m) may be due to the fact that glacier accumulation caused by increasing precipitation is greater than glacier melting caused by rising temperatures. (2) The annual value of the ecological service provided by glaciers in the study area is 60.2 billion yuan. The values of climate regulation, hydrological regulation, and freshwater resource supply account for 66.4%, 21.6%, and 9.3% of the total value respectively. The annual value of the ecological service provided by hydroelectric power is 350 million yuan. (3) From a comparative analysis of the glaciers, forest, grassland and wetland ecosystems, the supply of freshwater resources/physical production and ecological regulation represent the main contributions of the four types of system, and the ecosystem service value of glaciers per unit area is higher than that of other types of ecosystem. This research will improve the understanding of the impact of glaciers on human welfare and maintenance of the ecological environment and will promote the ecological security of the cryosphere, environmental protection, and the sustainable use of resources.

     

新疆冰雪旅游资源适宜性评价研究

冰雪旅游正在成为冬季旅游出行的新选择。新疆冰雪旅游资源丰富,如何合理开发利用资源成为当地旅游开发亟待解决的问题,因此本文从旅游资源适宜性角度出发,选取自然条件、旅游资源、社会经济和交通可达性等方面的18个影响因子,采用层次分析法（AHP）和熵值法（EWM）确定组合权重,运用GIS空间分析技术和多因子加权评价模型（MCE）对研究区冰雪旅游资源适宜性进行评价。研究结果显示：① 就自然条件来看,伊犁东部、阿勒泰北部沿山脉边缘的丘陵和平原等地区较适宜发展冰雪旅游;② 阿勒泰地区和乌鲁木齐市的旅游资源相关基础设施完备,昌吉和伊犁在旅游资源方面也有较强竞争力;③ 社会经济来看,伊犁、乌鲁木齐市和阿勒泰地区为代表的北疆城市较南疆有更强的游客接待能力;④ 伊犁、乌昌经济带沿线地区交通可达性明显优于南疆各地州市。新疆冰雪旅游综合适宜性指数为1.8622-7.5724之间,其中天山北坡、阿勒泰北部、伊犁、塔城北部、哈密中部等地区为高度适宜;南疆大部分区域处于中低度适宜。建议通过加强新型旅游资源开发和整合,积极承办大型冰雪运动相关赛事,借助丝绸之路经济带发展交通道路建设,以加速推进新疆冰雪旅游发展。本研究可为冰雪旅游区开发和选址提供空间导向和科学依据。